防错技术在壳体类零部件工艺设计中的应用论文_肖文玲

湛江德利车辆部件有限公司

摘要:防错技术在发动机装配线中运用已经极其广泛和普遍,防错技术就是为了更好地实现防错的要求,采取多种技术和策略,避免错装或漏装的发生,并从源头上杜绝错误的出现,整体提高装配质量和效率。防错技术一定要从系统的角度去考虑和规划,这样才具有整体意义,否则对于装配线而言就会出现短板效应。对壳体加工中容易出现的失误环节以及怎样进行防错进行了归纳总结,结合典型实例论述了防错设计在工艺编制中的具体应用。

关键词:防错技术 装配线效率 壳体类零部件

一、防错技术介绍

操作人员在装配线进行实际操作的过程中,难免会出现因人为因素导致的错装或漏装,例如螺栓漏拧、错拧。加强现场管理可以从很大程度上降低错装、漏装的概率,但却无法从根本上消除。只有实施系统的防错措施,才能从根本上消除错装、漏装,而如何保证防错技术的持续有效,还要定期对防错技术进行系统的验证,防错技术从其作用来分,可以分为数据追溯性防错、连锁防错、顺序防错、计数防错、安全防错、精度防错、功能性防错和上传系统的防错,追溯性防错主要需做到以下三点:(1)关键零部件条码(包括零部件的件号、版本以及唯一的编号)和发动机机号的匹配;(2)发动机重要的测量数据、关键零部件的拧紧数据和发动机的机号匹配;(3)采集的数据要被有效地上传、保存并便于取样分析。前两点被称为数据采集过程,第三点被称为数据上传过程。对于哪些零件是关键零件,需要根据行业认可情况以及各公司的实际情况而定。

壳体类零部件生产过程中,人为错误导致的质量问题屡见不鲜。为了防止这些质量问题再次发生,所制定的改进措施大部分是“惩罚和培训”,对操作者进行大量培训,管理人员与操作者谈话,告诫其工作时要更加认真和仔细。这些措施固然可以避免一部分由于对作业过程不熟悉、缺乏工作经验、缺乏适当的作业指导所导致的错误,但是对于那些由于人为疏忽、忘记等低级失误造成的错误却无能为力。针对这些问题,如果能够采取防错技术设计,使某些错误的发生变为不可能或很容易被发现,将大大减少低级错误发生的频次,有效提高零部件加工质量和效率。

二、防错技术的定义

防错法又称愚巧法、防呆法。它是利用防错装置防止人、材料和机器产生产品(或零件)缺陷,实现零缺陷的一种质量工程技术。在产品的研制和生产中,防错技术可集成自动化、自动检测等先进技术,能有效地防止人为差错,减少加工过程中产生的缺陷,以简单的方法和手段,大幅度提高产品质量,将提高产品质量建立在流程中,而不是单纯依靠检验保证质量。工艺防错技术强调对加工过程进行控制,使得差错不会发生,或者发生后能及早地检查并纠正,使加工流程从源头上就能防止差错,建立一个零缺陷的加工环境,从而避免在生产过程中发生由于疏忽、遗忘造成的人为差错。

三、防错技术的实施原则

(1)排除原则:排除会造成错误的原因。从源头防止失误和缺陷,通过零件制造过程的重新设计,加入防错技术。

(2)替代原则:利用更确实的方法来代替原方法,使过程不过多依赖于操作人员,比如运用机器人技术或自动化技术等替代原有的手工操作过程,降低由于人为因素造成的失误。

(3)简化/容易原则:合并生产加工步骤,改善工作流程,使作业变得更容易、更合适,降低出现操作失误的概率。简化并不能完全防止人为缺陷的产生。

(4)异常检查原则:虽然已经有不良或错误现象,但在下一过程中,能将之检查出来,以减少或剔除其危害性。例如使用计算机软件、防错装置等,在操作失误时予以报警。

(5)缓和影响原则:降低作业失误所产生的影响,使其影响的范围在可控制范围内。

四、防错在工艺设计中的应用

结合一些典型质量问题案例,针对公司壳体零部件的结构特点,将加工过程中容易出错的一些情况进行总结和梳理,整理出一些防错的具体方法和思路,如附表所示。夹具上防错装置的应用,如图1a所示的典型盖板零件,其主要尺寸如图1b所示。依据工艺规程的安排,该零件先将4个φ13mm孔、2个φ6.3mm孔、2个φ6.5mm孔及上下端面加工完成(其中A处的窝为毛坯铸造型面),再用靠模铣削完成R20mm。

圆弧面加工。靠模加工时,以第2组定位孔为基准将零件安装在夹具上,A处朝上,再通过第1组定位孔将靠模板(见图2)盖在零件上。加工时操作者完全依照靠模板上圆弧缺口的位置对零件进行加工。

在原工艺中,靠模板上设计有一个观察孔,要求加工前先查看B孔(见图1b)应处于观察孔内,以此确保靠模板在零件上安装正确。显然,这种警示性的防错要求并不能从根本上防止错误的发生。有一批零件在加工这个部位时,操作者就疏忽了观察B孔的要求,靠模板装错了方向,将圆弧位置加工错。

设想在所用的靠模板上对应于A处窝的部位添加一个φ20mm的防错销,如图3所示,这样正确装夹时,该防错销刚好落入零件上的A处窝内,换个方位安装时防错销就会与零件干涉,靠模板装在零件上的位置方向成了唯一,就不可能装错靠模板,起到了很好的防错效果。而且这样的设计还简化了操作者的作业流程,一方面,防错销可以清楚地显示出靠模板的安装方向,能够一次安装正确;另一方面,靠模板在零件上正常安装后即可直接进行加工,不必再确认安装的正确性。

加工顺序安排中的防错如图4所示的零件,内侧的A、B、C、D、E、F共6处凸耳,其上端面处于同一平面,距离壳体K面为同一高度,但是E、F两处的凸耳厚度比其余4处薄,即E、F两处凸耳的下端面距离壳体M面的长度要比其余的长,E、F凸耳与5处大孔和20处小孔处于零件同一侧。按照原工艺安排,先完成内侧凸耳的加工,然后以M面定位加工侧面的5处大孔和20处小孔时,由于凸耳在零件内部观察不方便,稍有疏忽就可能会把零件旋转180°安装错误。

关于此问题,从工艺加工顺序上考虑,如果在加工侧面孔之前先将6处凸耳加工成相同厚度,此时的半成品零件结构是中心对称的,不存在旋转180°装反的问题。待侧面的要素加工完成之后,再将E、F两处凸耳加工到尺寸。依照这个方法,最终加工E、F凸耳时,依然需要通过观察侧边的已加工孔来确定零件的安装方向,但是这种情况下显然比原来的工艺安排提高了发现错误的可能性。

另一方面,如果以零件K面做定位面,将6处凸耳的下端面和侧面的孔合在一道工序中完成加工,那么在加工时就没有区分零件左右方向的必要了,既简化了操作者的工作步骤,也消除了错误发生的可能。当然,也可以按照原来的工艺加工顺序不变,加工侧面孔时,在夹具上设置防错销来防止错误的发生,在E、F两处凸耳下面设计一个防错销,同样可以达到防止错误发生的目的。

五、加工工序安排中的防错

图5a、b所示分别为一个零件的两道加工工序的工序卡片图,正下方位置处要求加工如图5c所示的2个AG6×1和4个AG8×1.25螺纹的工艺底孔。不难看出,两张工序图所示的全部加工要素处于零件的同一投影平面上,一般都习惯于将这两道工序内容合在一道工序中,或至少将2个AG6×1和4个AG8×1.25螺纹的工艺底孔安排在一道工序中完成加工,毕竟它们处于同一个极坐标系中。然而当初编制工艺规程时,从预防出错方面考虑,编制人员并没有这样做。由图5c可以看出,2个AG6×1与4个AG8×1.25共6处螺纹,在圆周方向上刚好是隔60°均布,但是它们所分布的圆的直径是不同的。试想如果将这两种规格的6个螺纹的底孔安排在一道数控工序中完成加工,通常会在一个视图上全部标示出来,那么由于图形线繁多、相互交叉影响,操作者看图编程时,稍有疏忽就很可能将两个分布圆φ55mm和φ58mm的直径按相同尺寸对待。所以为了预防该问题的发生,编制工艺规程时,将这两个规格的螺纹底孔分开在不同的工序加工。后来的事实也证明了这种设计安排的必要性。曾经有一批零件在加工时临时将这两道工序合并,结果就发生了错误。

结语

人总是会犯错误了,犯错误就会产生质量缺陷,为了预防质量缺陷,就要研究防错技术,防错技术要整体规划,细致,全面,针对缺陷的不同,采用不同的有效的防错方式,壳体零件工艺设计防错是一项需要我们持续研究、不断提高和探索的课题。防错技术对于提高发动机的装配质量意义重大,同时也为企业带来了可观的经济效益,防错技术的方法也是多种多样,企业可结合现状进行大力推广。减少生产中人为差错发生的机会,避免差错形成缺陷,减少对操作者技能的依赖,降低操作者的劳动强度,将操作人员的时间和精力解放出来,以从事更具创造性和附加价值的活动,从而使员工通过更多的参与获得成就感与满足感。防错设计可切实提高企业质量管理与质量改进工作的主动性,显著提升企业的质量竞争力,为企业带来广泛的经济效益,降低成本,增加利润。

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论文作者:肖文玲

论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期

论文发表时间:2019/12/12

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防错技术在壳体类零部件工艺设计中的应用论文_肖文玲
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